低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略

摘要：低碳環(huán)保、經(jīng)濟(jì)節(jié)能已成為建筑工程設(shè)計(jì)的核心理念，并且在建筑過(guò)程中被不斷深化。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)充分認(rèn)識(shí)到低碳設(shè)計(jì)理念的重要性，并采取有針對(duì)性的措施，適當(dāng)選用綠色環(huán)保的建筑材料，有效提高建筑材料和建筑空間的利用率，從而促進(jìn)我國(guó)建筑水平的提升，進(jìn)一步將低碳理念滲透于建筑工程整體設(shè)計(jì)中，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。本文作者結(jié)合多年來(lái)的工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)低碳概念下的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)策略進(jìn)行了研究，具有重要的參考意義。

關(guān)鍵詞：低碳;建筑設(shè)計(jì);方法

前言：

隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們的生活水平也得到了一定的提升，對(duì)于環(huán)保的意識(shí)也在逐漸的加強(qiáng)，對(duì)建筑設(shè)計(jì)的要求也更加高，低碳節(jié)能環(huán)保也成為了現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。為了滿足功能和空間的需求是當(dāng)前建筑設(shè)計(jì)的基本條件，在這個(gè)基本條件下注重資源的綜合利用和節(jié)約，才是未來(lái)建筑行業(yè)發(fā)展的方向。如今，低碳建筑已成為一種時(shí)尚，低碳建筑的設(shè)計(jì)方法對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

1.低碳建筑概述

生產(chǎn)、建造、運(yùn)輸和施工的建筑材料，拆除和建設(shè)運(yùn)行建筑物的整個(gè)生命周期中，建筑物達(dá)到最低的能源消耗和最少的二氧化碳排放，這些建筑就是所謂的低碳建筑。隨著新世紀(jì)的到來(lái)，低碳建筑以生態(tài)和綠色建筑為根基也應(yīng)運(yùn)而生了，確切的說(shuō)，生態(tài)建筑與綠色建筑的內(nèi)容又從屬于低碳建筑的內(nèi)容，而后者的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)更側(cè)重于定量衡量，其目標(biāo)是二氧化碳排放的減少。實(shí)際上，所謂低碳建筑的本質(zhì)就是對(duì)節(jié)能建筑的拓展。但是節(jié)能建筑與低碳建筑在理念上有著本質(zhì)的區(qū)別。前者是以前瞻性的增良節(jié)能為基本理念，而后者則是將存量減排作為歷史標(biāo)準(zhǔn)的理念。對(duì)終端能源利用率的提高是當(dāng)前實(shí)現(xiàn)降低能耗這一目標(biāo)的根本途徑。低碳住宅是低碳建筑的重要組成部分，所謂低碳住宅，我們可以理解為“低碳+住宅”，從字面意思我們可以很清楚地理解其含義，通俗來(lái)講就是低碳的住宅，也就是說(shuō)住宅建筑達(dá)到了綠色低碳的標(biāo)準(zhǔn)。

2 建筑設(shè)計(jì)中引入低碳理念的意義

2.1 有利于改善環(huán)境

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)生活對(duì)能源的依賴(lài)程度越來(lái)越高，尤其是在城市化建設(shè)中，將近1/2的能源損耗于建筑工程施工中。這不僅加劇了能源短缺，隨著建筑耗能的增加，也引發(fā)了一系列環(huán)境問(wèn)題，對(duì)人類(lèi)賴(lài)以生存的家園造成了嚴(yán)重的破壞。因此，必須加強(qiáng)建筑節(jié)能，盡可能地采用綠色、環(huán)保的建筑材料，減少溫室氣體的排放，實(shí)現(xiàn)改善居住環(huán)境、提高空氣質(zhì)量的目的。

2.2 符合可持續(xù)發(fā)展的要求

我國(guó)科學(xué)發(fā)展觀的基本要求是全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展，這表明我國(guó)在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都必須走可持續(xù)發(fā)展的道路，這就要求我們?cè)谏詈凸ぷ髦斜仨氈匾暱沙掷m(xù)發(fā)展，從而積極促進(jìn)我國(guó)節(jié)能減排工作向更好的方向發(fā)展。因此，在現(xiàn)代化建筑設(shè)計(jì)中，正確運(yùn)用低碳環(huán)保的設(shè)計(jì)原則和理念，將建筑行業(yè)推向一個(gè)新的發(fā)展高潮，從而有效提高我國(guó)建筑設(shè)計(jì)的水平，確保建筑行業(yè)的健康、可持續(xù)發(fā)展。

2.3 有利于緊跟時(shí)代的發(fā)展步伐

目前，我國(guó)建筑行業(yè)仍處于初級(jí)發(fā)展階段，建筑水平與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比相差較大，這就使得我國(guó)建筑行業(yè)面臨著諸多困難和挑戰(zhàn)。由于建筑施工技術(shù)、施工流程等不成熟或者在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中忽略了必要的因素等，導(dǎo)致我國(guó)建筑設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量無(wú)法跟緊時(shí)代的步伐，以至于遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國(guó)際低碳環(huán)保的標(biāo)準(zhǔn)。因此，為切實(shí)提高我國(guó)建筑設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量，就必須加大低碳建筑設(shè)計(jì)的力度，將低碳環(huán)保、節(jié)能的理念融入建筑行業(yè)中。這有利于我國(guó)跟緊國(guó)際建筑的發(fā)展水平，從而開(kāi)創(chuàng)我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展新局面。

3.低碳建筑設(shè)計(jì)方法

3.1、光、聲環(huán)境的設(shè)計(jì)

在低碳建筑設(shè)計(jì)中，我們?yōu)榱嗽黾尤照諘r(shí)間，可以將整棟樓設(shè)計(jì)成波浪形或是弧形。對(duì)于每個(gè)房間的采光，可以利用設(shè)置反射光板和光導(dǎo)管等導(dǎo)入設(shè)備來(lái)完成。室內(nèi)裝修時(shí)可采用淺色調(diào)，這樣可以增加反射，保證室內(nèi)有足夠的光線，以此來(lái)減少白天的人工照明，降低能耗。夏季盡量保證不要讓太陽(yáng)輻射進(jìn)入室內(nèi)，增加室內(nèi)溫度，可以采用能收放的遮陽(yáng)傘或是將門(mén)窗設(shè)置成利用通風(fēng)的式樣，以此減少熱量，減少能耗。冬季盡量保證太陽(yáng)輻射的進(jìn)入，以增加室內(nèi)溫度，降低能耗。在聲環(huán)境的設(shè)計(jì)方面，臥室的設(shè)計(jì)應(yīng)該是背向噪聲源，但這樣可能會(huì)和采光發(fā)生沖突，所以應(yīng)合理布局，門(mén)窗可采用具有隔音效果的，適當(dāng)在住宅區(qū)沿路種植植物也能起到很好的隔音效果。在實(shí)際的應(yīng)用中，一般采用多空吸聲材料，這樣可以在建筑設(shè)計(jì)的同時(shí)進(jìn)行隔音設(shè)置，使居住環(huán)境達(dá)到人性化的目的。

3.2、環(huán)境設(shè)計(jì)

為人們提供宜人的室內(nèi)空間環(huán)境，包括健康宜人的溫度、濕度，良好的光環(huán)境、清潔的空氣、靈活開(kāi)敞的空間。要想做到這一點(diǎn)，就要求在建筑施工過(guò)程中加強(qiáng)粉塵、噪聲等管理，實(shí)施綠色管理，全面保障施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的質(zhì)量。關(guān)于綠色施工管理，從一個(gè)角度考慮其有著不同的含義，是指施工管理的合理性等。實(shí)現(xiàn)建筑施工的低碳化離不開(kāi)施工管理的作用，為此，應(yīng)先在管理理念上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，采用綠色的施工管理理念，只有具有組織性、紀(jì)律性以及良好的施工秩序才能保證施工過(guò)程的低碳化，減少能源的消耗和環(huán)境的污染。

3.3、智能系統(tǒng)設(shè)計(jì)

設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的能耗，如何降低設(shè)備的能耗呢？在滿足居民生活需求的前提下，可以采用優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行的方式，盡量減少設(shè)備運(yùn)行的時(shí)間，減少設(shè)備運(yùn)行的臺(tái)數(shù)，以此節(jié)省能耗，從而減低對(duì)環(huán)境的污染。建立完善的信息設(shè)施系統(tǒng)和信息化系統(tǒng)，減少人們的出行交通壓力，以此減少二氧化碳的排放，達(dá)到環(huán)保的目的。在生態(tài)環(huán)保設(shè)施和系統(tǒng)中積極開(kāi)發(fā)智能化系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)可再生資源的利用，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮艿?，為環(huán)保環(huán)境積極創(chuàng)設(shè)低耗、無(wú)污染、生態(tài)平衡的建筑環(huán)境，為建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展打好基礎(chǔ)。建筑設(shè)備管理系統(tǒng)是建筑智能化系統(tǒng)中最具有節(jié)能潛力的系統(tǒng)，它通過(guò)對(duì)建筑設(shè)備的測(cè)量和控制，在保證各類(lèi)設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，降低運(yùn)行費(fèi)用，提高效率，改善環(huán)境，很好地達(dá)到節(jié)能和環(huán)保的目的。

4.低碳建筑的主要技術(shù)應(yīng)用分析

4.1、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是一種新興的信息技術(shù)，它主要通過(guò)一系列的信息傳感設(shè)備，按照事先的約定協(xié)議，將物體與互聯(lián)網(wǎng)連接，以此進(jìn)行信息的交換和通信，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的智能化管理的一種網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)的過(guò)程中，利用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)人員可以通過(guò)對(duì)建筑空間形態(tài)、構(gòu)造形式以及結(jié)構(gòu)材料等的修改，得到相應(yīng)的能量和碳足跡分析結(jié)果，從而找出碳排放更低，對(duì)環(huán)境影響更小的建筑設(shè)計(jì)方案，進(jìn)而達(dá)到低碳建筑的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這樣，不僅可以有效避免了反復(fù)計(jì)算造成的設(shè)計(jì)周期延長(zhǎng)問(wèn)題，還可以更有效地減少建筑的碳排放量。同時(shí)，由于在建筑模型中，包含了建筑的全部信息，并且可以隨著設(shè)計(jì)方案的變更而變更，建筑設(shè)計(jì)人員可以在設(shè)計(jì)的任何階段，通過(guò)能量分析軟件得出的能量分析結(jié)果，對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，對(duì)建筑的實(shí)際性能進(jìn)行優(yōu)化，得出更加合理。更加科學(xué)的低碳建筑設(shè)計(jì)方案。

4.2、優(yōu)化建筑結(jié)構(gòu)

建筑結(jié)構(gòu)對(duì)整棟建筑的質(zhì)量安全起著決定性作用，結(jié)構(gòu)形式的合理性能夠在一定程度上節(jié)能減排。高層建筑主體結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，消耗大量的水泥、砂石等資源，在鋼筋混凝土拆除的過(guò)程中水泥、鋼筋不可回收再利用，也造成了環(huán)境的負(fù)擔(dān)。所以高層建筑盡量采用鋼結(jié)構(gòu)體系，減少材料的浪費(fèi)。建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最大限度利用自然采光和通風(fēng)，充分利用自然資源。盡量少使用采暖設(shè)備和空調(diào)，利用建筑空間自然通風(fēng)的原理，設(shè)置空調(diào)系統(tǒng)。

4.3、建筑腔體概念的應(yīng)用

根據(jù)低碳策略提出的“建筑腔體”概念，結(jié)合了仿生學(xué)原理和建筑生態(tài)技術(shù)與一體。在建筑工程中，每個(gè)建筑的空間體型不同采用的技術(shù)措施也不一樣，但是它們能夠運(yùn)用可再生資源的原理和動(dòng)物的腔體類(lèi)似，能夠?qū)⒖衫觅Y源吸收進(jìn)去，同時(shí)將二氧化碳等排放出去。建筑腔體設(shè)計(jì)前期注重環(huán)境對(duì)微氣候的影響，其次，分析微氣候因?yàn)閳?chǎng)地環(huán)境在物理意義上的不同形態(tài)而形成的原因，增強(qiáng)對(duì)具體能量流特征的認(rèn)識(shí)。注重發(fā)揮建筑腔體的生態(tài)作用，因?yàn)榻ㄖ镆呀?jīng)經(jīng)過(guò)了低碳處理，碳排放量會(huì)大大減少。最后還要進(jìn)行技術(shù)性的評(píng)價(jià)，以此作為修正和反饋的重要依據(jù)。

4.4提高建筑材料的利用率

要將低碳環(huán)保理念融入建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，首先應(yīng)以提高建筑材料利用率為出發(fā)點(diǎn)，盡可能地減少項(xiàng)目工程施工過(guò)程對(duì)材料的浪費(fèi)，有效降低建筑物的修建成本，從而實(shí)現(xiàn)建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的最大化。另外，在選擇建筑材料時(shí)，相關(guān)人員必須分析、了解每種材料的性能，充分利用每一種材料的優(yōu)勢(shì)，并將其搭配應(yīng)用，發(fā)揮材料的最大應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，應(yīng)盡量選擇低碳節(jié)能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的建筑材料，并確保其使用的耐久性和安全性，比如，建筑施工時(shí)常用到的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件就具有施工簡(jiǎn)單、成本低、周期短等優(yōu)勢(shì)。

4.5適當(dāng)選用綠色環(huán)保的建筑材料

建筑材料除了會(huì)消耗大量的能源外，還會(huì)通過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)釋放出一些有害氣體，造成環(huán)境污染。比如，有的板材在使用中會(huì)釋放出大量的甲醛，有些混凝土?xí)尫懦鲭睔?。這些氣體不僅會(huì)造成環(huán)境污染，還會(huì)影響人們的身體健康。因此，在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中，設(shè)計(jì)師應(yīng)時(shí)刻遵循“低碳、環(huán)保、綠色、經(jīng)濟(jì)”的設(shè)計(jì)原則，根據(jù)業(yè)主的要求和建筑實(shí)際特點(diǎn)，盡可能地選擇能耗低、可再生、可回收利用的綠色能源，從而實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)。另外，在選用建筑物內(nèi)部材料時(shí)，必須根據(jù)材料的外觀、性能、組成加以使用，盡可能實(shí)現(xiàn)綠色環(huán)保、經(jīng)濟(jì)合理、低碳節(jié)能的建筑設(shè)計(jì)效果，確保后期室內(nèi)環(huán)境得到有效的改善。

4.6 在建筑形式上運(yùn)用低碳設(shè)計(jì)理念

建筑物室內(nèi)溫度往往會(huì)受到光照的影響。冬季如果能充分利用光照，會(huì)顯著提高室內(nèi)溫度;但夏季因光照導(dǎo)致室內(nèi)溫度升高，加大了空調(diào)等降溫設(shè)備的工作強(qiáng)度，從而增加了能源的損耗。住宅小區(qū)封閉較嚴(yán)，屋內(nèi)冷氣設(shè)備的使用率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于暖氣設(shè)備，因此，在對(duì)住宅小區(qū)建筑進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)加入遮陽(yáng)功能;而對(duì)于寫(xiě)字樓等辦公建筑物的設(shè)計(jì)，應(yīng)盡可能避免太陽(yáng)光對(duì)建筑的直射，并充分利用建筑物進(jìn)行采光、通風(fēng)和防雨。這種在建筑形式上運(yùn)用低碳理念的設(shè)計(jì)結(jié)合了建筑物的使用性能、特點(diǎn)等，充分利用了清潔、可再生能源，實(shí)現(xiàn)了低碳、節(jié)能的雙重目的。

4.7提升建筑空間的利用率

低碳建筑設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮建筑空間利用率的提升，從而有效降低建筑總面積。對(duì)于集群建筑物和建筑空間要求較大的建筑項(xiàng)目來(lái)說(shuō)，在建筑設(shè)計(jì)中應(yīng)靈活考量，體現(xiàn)建筑物良好的可變性，結(jié)合建筑物的使用功能，盡可能地提升工程空間的利用率，并最大限度地降低工程垃圾總量，使建筑工程使用壽命得以延長(zhǎng)。對(duì)于人口密集的城市來(lái)說(shuō)，住房壓力往往較大，為實(shí)現(xiàn)低碳、節(jié)能的設(shè)計(jì)目標(biāo)，在設(shè)計(jì)住房戶型時(shí)，應(yīng)基于靈活性和可變性，充分考慮可能發(fā)生的情況，在確保建筑安全性和使用功能的前提下，最大程度地降低建筑物垃圾總量，降低建筑成本的投入。

4.8新技術(shù)的開(kāi)發(fā)

當(dāng)前隨著低碳概念的產(chǎn)生和發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域都在進(jìn)行符合低碳概念的創(chuàng)新活動(dòng)，其中社會(huì)最為關(guān)心的就是水資源的回收再利用系統(tǒng)，在理論上水資源通過(guò)過(guò)濾、蒸餾和回收的過(guò)程是可以無(wú)限循環(huán)利用的，在建筑物的設(shè)計(jì)過(guò)程中就可以進(jìn)行這種不可再生資源的循環(huán)利用嘗試，首先對(duì)建筑物中的水進(jìn)行分類(lèi)，對(duì)一些低污染程度的水進(jìn)行專(zhuān)管回收，在回收系統(tǒng)中經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的無(wú)害化處理后可以作為景觀灌溉用水，以建筑物為單位對(duì)低污染程度的水進(jìn)行處理、回收、再利用，減少了城市污水處理的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也減少了水資源回收再利用的程序，客觀上提高了水資源的利用效率[2]。

5.結(jié)束語(yǔ)

隨著低碳經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，必須要打破原有的傳統(tǒng)建筑學(xué)的觀念，并且積極的研究和低碳建筑設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)的相關(guān)方法，并且有效的進(jìn)行創(chuàng)新。積極的使用各種新型的技術(shù)和方法，尤其是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，建立低碳建筑設(shè)計(jì)和科學(xué)相融的框架體系，將探索高效的低碳建筑設(shè)計(jì)技術(shù)和方法作為設(shè)計(jì)者的目標(biāo)，共同推動(dòng)我國(guó)低碳建筑設(shè)計(jì)的發(fā)展。

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